当前课程知识点：光电仪器设计 > 第8章 标准器 > 8.2 标尺和度盘 > 8.2 标尺和度盘
大家好
这小节要给大家介绍的是
标尺和度盘这两种标准器
其中标尺的内容比较简单
希望大家能掌握以下几点知识
第一点是标尺的分类
根据材质
我们可以把标尺分成
玻璃标尺和金属标尺
其中玻璃的加工比较难
但是可以复制
而金属加工比较容易
所以标尺可以做得很长
所以玻璃和金属这两种标尺各有千秋
第二点内容是标尺的误差
其中刻线误差主要取决于刻线机
可以修正和检定
另外一个误差是标尺的安装
我们需要注意它的重力变形
所以需要考虑支点位置的选择
以及做好端面形状的选择
温度的变化同样会引起误差
因为它会导致标尺的膨胀
这点我们可以通过选择
低热膨胀材料来改善
第三点内容是标尺的选择
在上一节当中我们也介绍了
标准器选择时误差一般为
仪器的三分之一到五分之一
所以标尺的选择
也得满足这个前提
第四点是希望大家了解一下
标尺的精度等级
这也是选择的一个依据
下面我们来看度盘
度盘非常的常见
比如大家用的螺旋测微器上就有
如果给它下一个定义的话
可以认为它是圆形零件的刻划面上
等分或不等分刻划
来作为角度标准器的一种元件
听起来有点绕
那么如果大家对照实物
其实它很好理解
度盘可以用在转台
机床等等设备上
接着我们来分析一下
度盘的误差
首先也是刻划误差
这和标尺是一样的
它反映的是实际刻线
偏离理想位置的角度量
刻线是刻划机刻划上去的
而刻划机的误差
在切向的是相对比较固定的
一般不会超过0.5个微米
因此度盘的直径越大
它的角度误差就会越小
如果要具体地分析一下
刻划误差的特性
那么我们可以写出
度盘每一条刻线
所对应的角度误差
实际上是刻线偏离理想位置的一个误差
这会随着刻线位置本身的变化而变化
我们可以把这个关系式写出来
而且可以把它展成傅里叶的级数
来做谐波分析
从谐波当中来看一看
到底有没有周期性的误差等等
下面我们来看一下度盘的安装误差
从图上我们大家看到一个度盘
它的中心是在O点
但是在安装的时候
我们偏了一个位置
偏离的距离记为e
那么由于这个偏心的存在
导致度盘转过这段弧线的时候
我们读出的这个角度是φ
但是度盘实际转过的角度是φ’
那么由于这个偏心
就会造成这样一个δφ的读数误差
这个误差该怎么解决呢
我们要介绍对径读数的方法
也就是在度盘的对面
我们也读一个角度
那么也就是这段弧线所对应的角度
把这个角度值和刚刚的读数值
相加再除以二
就是度盘实际转过的角度
也就是这个式子所显示的
大家可以实际做一下验证
下面我们来介绍一下
度盘参数的选择
第一个参数是度盘的分划值
我们需要考虑仪器的最小读数值
以及测微器的细分数
比如 我们的仪器的目标
是要测到一个角秒
测微器的细分数是100
那么我们在度盘上的刻划值
就应该是100角秒
第二个参数是度盘的直径
我们知道度盘的直径越大
角度误差就会越小
所以从误差的角度来说越大越好
但是它又受到仪器尺寸的限制
不能无限制的大
另外我们还需要考虑
度盘直径也需要
与读数测微系统相适应
我们来看这个式子
Φ是刻划的角间隔
r是度盘的半径
所以r乘以Φ就是物方刻线的间隔
也就是这个度盘实际的刻线间隔
它经过Γ这个放大率之后
得到的是像方的视见间隔
一般像方视见间隔在1到2个毫米
所以根据这样一个式子
我们就能推算出
度盘的半径应该要多大
第三个参数是刻线的宽度
这个我们同样要根据
像方的刻线宽度来推算
由像方刻线宽度去除以放大率
来得到实际的刻线宽度
一般它是刻线间隔的十分之一左右
这小节我主要给大家介绍了
标尺的基本概念
包括分类 误差 等级
在度盘这部分
希望大家能了解度盘的基本概念
熟悉度盘的刻划误差
掌握偏心误差的消除方法
和度盘参数的选择方法
-1.1 为什么要学光电仪器设计
-1.2 课程简介
--1.2 课程简介
-1.3 学习方法和课程要求
-2.1 误差基本概念
-2.2 误差表示方法
-2.3 实验设计方法
-2.4 误差分析实例
-2.5 仪器误差分配
-第2章-仪器误差分析与分配-练习题
-3.1 什么是阿贝误差
-3.2 阿贝误差的补偿
-3.3 工程应用中如何补偿阿贝误差
-3.4 光学自适应原则
-第3章-光电仪器设计原则-练习题
-A1 走进光学实验室
-A2 调整光线与导轨平行
-A3 针孔滤波和光束的扩束准直
-A4 干涉实验
--A4 干涉实验
-A5 光纤耦合
--A5 光纤耦合
-4.1 泰曼格林干涉仪与双频干涉仪
-4.2 双频干涉仪的位相测量方法
-4.3 双频激光干涉仪的组成与使用
-4.4 神奇的角锥棱镜和猫眼反射镜
-4.5 平面镜干涉仪
-4.6 几何量测量用干涉仪
-4.7 干涉仪安装
-访谈 双频激光干涉仪开发过程中的点点滴滴
-4.8 菲索面形测量干涉仪
-4.9 面形测量干涉仪新进展
-4.10 菲索干涉仪使用
-第4章-干涉仪-练习题
-5.1 光谱仪分类与指标
-5.2 与能量相关的指标
-5.3 全息光栅色散型光谱仪
-5.4 中阶梯光栅色散型光谱仪
-5.5 傅立叶变换光谱仪
-5.6 傅立叶变换光谱仪的参数计算
-5.7 外差型傅立叶变换光谱仪
-5.8 空间调制傅立叶变换光谱仪
-5.9 原子吸收分光光度计使用
-5.10 紫外分光光度计使用
-访谈 浅谈国产光谱仪的发展
-第5章-光谱仪-练习题
-6.1 显微镜发展历史
-6.2 典型显微图像及其功能
-6.3 显微镜的基本结构
-6.4 显微镜成像原理、放大率及分辨率
-6.5 物镜和目镜、成像像差
-6.6 光源和滤波片、照明方式
-6.7 显微镜的操作方法
-6.8 超高分辨率受激发射耗损（STED）显微镜技术
-6.9 相衬显微成像技术
-访谈 国产显微镜发展历程
-访谈 显微镜最新发展趋势
-第6章-显微镜-练习题
-7.1 飞秒激光频率梳
-7.2 飞秒光梳测距1
-7.3 飞秒光梳测距2
-7.4 飞秒光梳光谱分析
-7.5 激光跟踪仪原理
-访谈 激光跟踪仪的发展和应用
-7.6 激光跟踪仪的功能演示
-第7章-光电仪器新进展-练习题
-8.1 标准器概述与光波波长
-8.2 标尺和度盘
-8.3 莫尔条纹的几何解释
-8.4 莫尔条纹的衍射光学解释
-8.5 光栅读数头
-8.6 光栅尺参数设计和误差
-第8章-标准器-练习题
-9.1 横纵向瞄准
-9.2 读数测微系统
-9.3 光电瞄准
--9.3 光电瞄准
-9.4 纵向定位概述和共焦法
-9.5 其他纵向定位方法
-第9章-横纵向瞄准-练习题
-B1 相机原理与摄影入门
-B2 相机的变焦和对焦技术
-B3 单反相机的基本操作
-B4 复杂场景下的拍摄技巧
-B5 浅谈构图和后期处理
-课程总结
--课程总结
-期末答疑
-考试--期末考试
